专题10 热学与光学（2大考点）（北京专用）-【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编

专题10 热学与光学 热学 一、单选题 1．（2025·北京丰台·一模）如图所示，水平固定且导热性能良好的气缸内封闭着一定质量的理想气体，外界温度恒定。通过细线将活塞与小桶连接，不断向小桶中添加细砂，活塞缓慢向右移动的过程中（活塞始终未被拉出气缸），对于气缸内气体，下列说法正确的是（　　） A．体积增大，内能增加 B．从外界吸收热量 C．分子平均动能减小 D．气体分子对内壁的压强增大 2．（2025·北京东城·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，先经历等压变化到状态，再经历等容变化到状态。下列判断正确的是（　　） A．从到，气体温度升高 B．从到，气体向外界放热 C．从到，气体内能不变 D．从到，气体对外界做功 3．（2025·北京西城·一模）庆典活动中放飞的气球在空中缓慢上升，气球体积逐渐变大。将气球内的气体视为理想气体，忽略环境温度的变化，则球内气体（　　） A．压强不变 B．对外界做功 C．内能变大 D．放出热量 4．（2025·北京房山·一模）一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中，其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．气体一定放出热量 B．气体对外界做功 C．气体分子的平均动能增大 D．单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 5．（2025·北京大兴·一模）下列说法正确的是（） A．布朗运动指的是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动 B．质量一定的理想气体，温度越高压强越大 C．热量只能从内能多的物体向内能少的物体传递 D．分子势能随分子间距离的增大而增大 6．（2025·北京顺义·一模）双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 7．（2025·北京延庆·一模）如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。已知A内有一定量的稀薄气体，B内为真空。抽开隔板K后，A内气体进入B，最终达到平衡状态，对于该过程，下列说法正确的是（　　） A．气体对外做正功，内能逐渐减小 B．气体体积增大，分子势能总量增加 C．气体自由膨胀，内能保持不变 D．气体分子对左侧器壁的作用力保持不变 8．（2025·北京石景山·一模）如图所示，拔火罐时，用点燃的酒精棉球加热小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在身体表面，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。若在逐渐冷却过程中，罐中气体质量和体积均视为不变。下列说法正确的是（　　） A．冷却过程中罐内气体对外做功 B．冷却过程中罐内气体内能减小 C．冷却后罐内每个气体分子的动能都减小 D．冷却后罐内单位体积的气体分子数减少 光学 一、单选题 1．（2025·北京西城·一模）光具有力学效应，该效应可以从动量的角度进行分析：光子的动量为（h为普朗克常量，λ为光的波长），当光与物体相互作用时，会发生动量的传递，物体的动量随时间发生变化，表明物体受到了力的作用。通常情况下，光照射到物体表面时，会对物体产生推力，将其推离光源。有些情况下，光也能对物体产生光学牵引力，使物体“逆光而上”。光学牵引实验中，科学家使用特殊设计的激光束照射透明介质微粒，使微粒受到与光传播方向相反的力，实现了对介质微粒的操控。下列说法正确的是（　　） A．光从真空垂直介质表面射入介质，光子的动量不变 B．光子动量的变化量与光射入介质时的入射角度无关 C．光学牵引力的大小与介质微粒的折射率及所用的激光束有关 D．介质微粒所受光学牵引力的方向与光束动量变化量的方向相同 2．（2025·北京东城·一模）如图所示，一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖，经折射后射出到空气中。该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是（　　） A．光是红光，光是蓝光 B．在该玻璃砖中，光的传播速度小于光的传播速度 C．该玻璃砖对光的折射率小于对光的折射率 D．若光能使某金属发生光电效应，则光也一定能 3．（2025·北京东城·一模）如图所示是双缝干涉实验装置，用绿色激光照射双缝时，光屏上有明暗相间的条纹。若其他条件不变，则下列说法正确的是（　　） A．减小双缝到光屏的距离，条纹间距变小 B．减小光源到双缝的距离，条纹间距变大 C．换用蓝色激光照射双缝，条纹间距变大 D．换用红色激光照射双缝，条纹间距变小 4．（2025·北京西城·一模）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A．这是干涉现象 B．这是衍射现象 C．该现象说明光具有粒子性 D．该现象说明光是横波 5．（2025·北京门头沟·一模）关于光现象，下列说法正确的是（　　） A．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象 B．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象 C．雨后公路积水表面漂浮的油膜是彩色的，这是光的干涉现象 D．透过平行于日光灯管的单道窄缝观察正常发光的日光灯时，能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象 6．（2025·北京房山·一模）如图所示，一束可见光a射向半圆形玻璃砖的圆心О，经折射后分为两束单色光b和c。下列说法正确的是（　　） A．此现象为光的全反射现象 B．光束b的波长小于光束c的波长 C．玻璃砖对光束b的折射率小于对光束c的折射率 D．在真空中光束b的传播速度小于光束c的传播速度 7．（2025·北京大兴·一模）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于（） A．偏振现象 B．衍射现象 C．薄膜干涉 D．色散现象 8．（2025·北京顺义·一模）利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，下列说法正确的是（　　） A．向左移动光源，相邻两个亮条纹中心间距变小 B．减小双缝之间的距离，相邻两个亮条纹中心间距变大 C．红色滤光片换成绿色滤光片，相邻两个亮条纹中心间距变大 D．为了减小实验偶然误差，必须测量相邻两个亮条纹中心间距 9．（2025·北京顺义·一模）光导纤维工作原理主要基于（　　） A．偏振现象 B．衍射现象 C．干涉现象 D．全反射现象 10．（2025·北京石景山·一模）有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是（　　） A． B． C． D． 11．（2025·北京朝阳·一模）用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（    ） A．将滤光片靠近单缝 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 热学与光学 热学 一、单选题 1．（2025·北京丰台·一模）如图所示，水平固定且导热性能良好的气缸内封闭着一定质量的理想气体，外界温度恒定。通过细线将活塞与小桶连接，不断向小桶中添加细砂，活塞缓慢向右移动的过程中（活塞始终未被拉出气缸），对于气缸内气体，下列说法正确的是（　　） A．体积增大，内能增加 B．从外界吸收热量 C．分子平均动能减小 D．气体分子对内壁的压强增大 【答案】B 【详解】由于气缸是导热的，气体的温度与环境相等，保持不变，其内能和分子的平均动能不变，体积增大，压强减小，气体要对外做功，由于气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量。 故选B。 2．（2025·北京东城·一模）如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，先经历等压变化到状态，再经历等容变化到状态。下列判断正确的是（　　） A．从到，气体温度升高 B．从到，气体向外界放热 C．从到，气体内能不变 D．从到，气体对外界做功 【答案】A 【详解】A．从a到b，气体的压强不变，体积变大，根据可知气体温度升高，选项A正确； B．从a到b，体积增大，外界对气体做负功，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸热，选项B错误； C．从b到c，气体体积不变，压强减小，根据可知温度降低，可知气体内能减小，选项C错误； D．从b到c，气体体积不变，不对外界做功，选项D错误。 故选A。 3．（2025·北京西城·一模）庆典活动中放飞的气球在空中缓慢上升，气球体积逐渐变大。将气球内的气体视为理想气体，忽略环境温度的变化，则球内气体（　　） A．压强不变 B．对外界做功 C．内能变大 D．放出热量 【答案】B 【详解】A．气体温度不变，体积变大，根据玻意耳定律可知气体压强减小，故A错误； B．气体体积增大，则气体对外做功，故B错误； C．气体温度不变，则气体内能不变，故C错误； D．根据BC选项分析可知，外界对气体做负功，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，则气体吸收热量，故D错误。 故选B。 4．（2025·北京房山·一模）一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中，其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．气体一定放出热量 B．气体对外界做功 C．气体分子的平均动能增大 D．单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 【答案】A 【详解】AB．从状态A变化到状态B的过程中，体积V减小，温度T降低。温度降低，内能减少；体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律，可知，气体一定放出热量，A正确，B错误； C．气体从状态A到状态B的变化过程中，温度降低，则气体分子的平均动能减小，C错误； D．图像经过原点，所以是等压变化。气体从状态A到状态B的变化过程中，温度降低，气体分子的平均动能减小；体积减小，气体分子密度增大，压强不变，则气体分子单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多，D错误。 故选A。 5．（2025·北京大兴·一模）下列说法正确的是（） A．布朗运动指的是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动 B．质量一定的理想气体，温度越高压强越大 C．热量只能从内能多的物体向内能少的物体传递 D．分子势能随分子间距离的增大而增大 【答案】A 【详解】A．布朗运动指的是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，故A正确； B．质量一定，体积一定的理想气体，根据查理定律可知温度越高压强越大，故B错误； C．只要两个物体之间存在温差，就可以发生热传递，与内能多少无关，故C错误； D．当分子间力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小，故D错误。 故选A。 6．（2025·北京顺义·一模）双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 【答案】A 【详解】A．双层玻璃间密闭气体的温度在夜晚低于白天。根据分子动理论，温度是分子平均动能的标志，温度降低时，分子的平均动能减小，故A正确； B．气体密闭，体积不变，分子总数不变，因此单位体积内分子数不变，故B错误； C．分子间距由体积决定，体积不变则平均间距不变，故C错误； D．温度降低仅使平均速率减小，而非所有分子速率都变小，故D错误。 故选 A。 7．（2025·北京延庆·一模）如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。已知A内有一定量的稀薄气体，B内为真空。抽开隔板K后，A内气体进入B，最终达到平衡状态，对于该过程，下列说法正确的是（　　） A．气体对外做正功，内能逐渐减小 B．气体体积增大，分子势能总量增加 C．气体自由膨胀，内能保持不变 D．气体分子对左侧器壁的作用力保持不变 【答案】C 【详解】AC．绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0，稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知ΔU=0，内能不变，故A错误，C正确； BD．根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变，分子动能不变，则分子势能不变，稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小，气体分子对左侧器壁的作用力减小，故CD错误； 故选C。 8．（2025·北京石景山·一模）如图所示，拔火罐时，用点燃的酒精棉球加热小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在身体表面，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。若在逐渐冷却过程中，罐中气体质量和体积均视为不变。下列说法正确的是（　　） A．冷却过程中罐内气体对外做功 B．冷却过程中罐内气体内能减小 C．冷却后罐内每个气体分子的动能都减小 D．冷却后罐内单位体积的气体分子数减少 【答案】B 【详解】A．冷却过程中罐中气体体积视为不变，可知罐内气体对外不做功，选项A错误； B．冷却过程中罐内气体温度降低，则内能减小，选项B正确； C．冷却后罐内气体分子平均动能减小，但并非每个气体分子的动能都减小，选项C错误； D．冷却后罐内气体质量和体积都不变，可知单位体积的气体分子数不变，选项D错误。 故选B。 光学 一、单选题 1．（2025·北京西城·一模）光具有力学效应，该效应可以从动量的角度进行分析：光子的动量为（h为普朗克常量，λ为光的波长），当光与物体相互作用时，会发生动量的传递，物体的动量随时间发生变化，表明物体受到了力的作用。通常情况下，光照射到物体表面时，会对物体产生推力，将其推离光源。有些情况下，光也能对物体产生光学牵引力，使物体“逆光而上”。光学牵引实验中，科学家使用特殊设计的激光束照射透明介质微粒，使微粒受到与光传播方向相反的力，实现了对介质微粒的操控。下列说法正确的是（　　） A．光从真空垂直介质表面射入介质，光子的动量不变 B．光子动量的变化量与光射入介质时的入射角度无关 C．光学牵引力的大小与介质微粒的折射率及所用的激光束有关 D．介质微粒所受光学牵引力的方向与光束动量变化量的方向相同 【答案】C 【详解】A．光进入介质后，速度减小，波长变短。光子动量，因此动量变为，动量增大，故A错误；   B．光子动量变化是矢量变化，与入射角度有关。例如，斜入射时折射或反射的动量方向改变更复杂，垂直入射时动量方向完全反向，故动量变化量与入射角度相关，故B错误；   C．光学牵引力的大小取决于介质微粒的折射率（影响光在微粒内的传播和动量传递）及激光束的特性（如波长、强度、模式等），故C正确； D．根据动量定理可知光受到微粒的力与光的动量变化量的方向相同，根据牛顿第三定律可知微粒所受的力方向应与光束的动量变化方向相反，例如，若光束动量减少（方向改变），微粒获得的动量方向与光束动量变化相反，故牵引力方向与光束动量变化方向相反，故D错误。 故选C。 2．（2025·北京东城·一模）如图所示，一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖，经折射后射出到空气中。该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是（　　） A．光是红光，光是蓝光 B．在该玻璃砖中，光的传播速度小于光的传播速度 C．该玻璃砖对光的折射率小于对光的折射率 D．若光能使某金属发生光电效应，则光也一定能 【答案】B 【详解】AC．两种光从玻璃砖射出时，设入射角为，折射角分别为、，根据折射定律 由题图可知 则 则光是蓝光，光是红光，故AC错误； B．根据可知在该玻璃砖中，光的传播速度小于光的传播速度，故B正确； D．光折射率大，则频率大，则光光子能量大，若光能使某金属发生光电效应，光不一定能使某金属发生光电效应，故D错误。 故选B。 3．（2025·北京东城·一模）如图所示是双缝干涉实验装置，用绿色激光照射双缝时，光屏上有明暗相间的条纹。若其他条件不变，则下列说法正确的是（　　） A．减小双缝到光屏的距离，条纹间距变小 B．减小光源到双缝的距离，条纹间距变大 C．换用蓝色激光照射双缝，条纹间距变大 D．换用红色激光照射双缝，条纹间距变小 【答案】A 【详解】根据条纹间距公式 其中为双缝到光屏的距离，为双缝的宽度： A．根据条纹间距公式可知减小双缝到光屏的距离，条纹间距变小，故A正确； B．根据条纹间距公式可知减小光源到双缝的距离，条纹间距不变，故B错误； C．蓝光的波长绿光的波长短，根据条纹间距公式可知换用蓝色激光照射双缝，条纹间距变小，故C错误； D．红光的波长绿光的波长长，根据条纹间距公式可知换用红色激光照射双缝，条纹间距变大，故D错误。 故选A。 4．（2025·北京西城·一模）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是（　　） A．这是干涉现象 B．这是衍射现象 C．该现象说明光具有粒子性 D．该现象说明光是横波 【答案】A 【详解】ABC．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这是干涉现象,说明光的波动性，故A正确，BC错误； D．光的偏振说明光是横波，光的干涉现象不能说明光是横波，故D错误。 故选A。 5．（2025·北京门头沟·一模）关于光现象，下列说法正确的是（　　） A．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象 B．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象 C．雨后公路积水表面漂浮的油膜是彩色的，这是光的干涉现象 D．透过平行于日光灯管的单道窄缝观察正常发光的日光灯时，能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象 【答案】C 【详解】A．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，选项A错误； B．衍射是光特有的现象，任何光都能发生衍射现象，选项B错误； C．雨后公路积水表面漂浮的油膜是彩色的，是油膜的干涉，即这是光的干涉现象，选项C正确； D．透过平行于日光灯管的单道窄缝观察正常发光的日光灯时，能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项D错误。 故选C。 6．（2025·北京房山·一模）如图所示，一束可见光a射向半圆形玻璃砖的圆心О，经折射后分为两束单色光b和c。下列说法正确的是（　　） A．此现象为光的全反射现象 B．光束b的波长小于光束c的波长 C．玻璃砖对光束b的折射率小于对光束c的折射率 D．在真空中光束b的传播速度小于光束c的传播速度 【答案】C 【详解】A．此现象为光的折射现象，不是全反射现象，故A错误； BC．由题图可知c光在玻璃砖中的偏折程度较大，故玻璃砖对c光的折射率大，c光的频率大，波长小，故B错误，C正确； D．在真空中光束的速度都相等，故D错误。 故选C。 7．（2025·北京大兴·一模）阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于（） A．偏振现象 B．衍射现象 C．薄膜干涉 D．色散现象 【答案】C 【详解】阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于薄膜干涉现象。 故选C。 8．（2025·北京顺义·一模）利用如图所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，下列说法正确的是（　　） A．向左移动光源，相邻两个亮条纹中心间距变小 B．减小双缝之间的距离，相邻两个亮条纹中心间距变大 C．红色滤光片换成绿色滤光片，相邻两个亮条纹中心间距变大 D．为了减小实验偶然误差，必须测量相邻两个亮条纹中心间距 【答案】B 【详解】A．根据条纹间距表达式可知，向左移动光源，相邻两个亮条纹中心间距不变，选项A错误； B．根据条纹间距表达式可知，减小双缝之间的距离，相邻两个亮条纹中心间距变大，选项B正确； C．根据条纹间距表达式可知，红色滤光片换成绿色滤光片，波长变小，则相邻两个亮条纹中心间距变小，选项C错误； D．为了减小实验偶然误差，应该测量多个亮条纹中心间距，然后取平均值，选项D错误。 故选B。 9．（2025·北京顺义·一模）光导纤维工作原理主要基于（　　） A．偏振现象 B．衍射现象 C．干涉现象 D．全反射现象 【答案】D 【详解】光导纤维工作原理主要基于光的全反射。 故选D。 10．（2025·北京石景山·一模）有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】BC．光从空气进入光导纤维左侧界面时，令入射角、折射角分别为、，根据 由于折射率n大于1，则有 图中空气中的入射角均小于光导纤维中的折射角，不满足要求，故BC错误； AD．结合上述，图中光从空气进入光导纤维的入射角均大于折射角，满足要求，由于折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小，可知，光在光导纤维中沿半径方向传播时，在每一个平行于中心轴线的界面均发生折射，当光沿半径方向向外侧传播时，光由光密介质进入光疏介质，对应的入射角小于折射角，导致光沿中心轴线偏折，最终发生全反射，当光沿半径方向向内侧传播时，光由光疏介质进入光密介质，对应的入射角大于折射角，导致光再次沿中心轴线偏折，可知，光在光导纤维内部传播的路径为一条曲线，即第一个选择项符合要求，故A正确，D错误。 故选A。 11．（2025·北京朝阳·一模）用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（    ） A．将滤光片靠近单缝 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更大的双缝 【答案】C 【详解】根据条纹间距表达式 A．将滤光片靠近单缝，条纹间距不变，选项A错误； B．将屏向靠近双缝的方向移动，l减小，则条纹间距减小，选项B错误； C．将屏向远离双缝的方向移动，l变大，则条纹间距变大，选项C正确； D．使用间距更大的双缝，d变大，则条纹间距减小，选项D错误。 故选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$